2019-2020年高中化学 第四章 第三节 电解池课时作业21（含解析）新人教版选修4.doc

2019-2020年高中化学 第四章 第三节 电解池课时作业21（含解析）新人教版选修4一、选择题1下列叙述正确的是()A电镀时，通常把待镀的金属制品作阳极B氯碱工业是电解熔融的NaCl，在阳极能得到Cl2C氢氧燃料电池(酸性电解质)中O2通入正极，电极反应为O24H4e=2H2OD下图中电子由Zn极流向Cu，盐桥中的Cl移向CuSO4溶液解析：导电时，镀层金属作阳极，镀件作阴极；氯碱工业电解的是饱和食盐水而不是熔融的NaCl；氢氧燃料电池，O2为氧化剂作正极；D中的装置为原电池，电子由负极经导线流向正极，盐桥为内电路，阴离子移向负极。答案：C2下列图示中关于铜电极的连接错误的是()解析：铜锌原电池中锌作负极，铜作正极，A正确；电解精炼铜时，粗铜作阳极，精铜作阴极；B正确；镀件上镀铜时，铜作阳极，镀件作阴极，C错误；电解氯化铜溶液时，石墨作阳极，铜作阴极，D正确。答案：C3用电解法提取氯化铜废液中的铜，方案正确的是()A用铜片连接电源的正极，另一电极用铂片B用碳棒连接电源的正极，另一电极用铜片C用氢氧化钠溶液吸收阴极产物D用带火星的木条检验阳极产物解析：溶液中的铜离子应在阴极放电而析出，Cl在阳极放电产生Cl2，A、C、D都错。答案：B4以KCl和ZnCl2混合液为电镀液在铁制品上镀锌，下列说法正确的是()A未通电前上述镀锌装置可构成原电池，电镀过程是该原电池的充电过程B因部分电能转化为热能，电镀时通过的电量与锌的析出量无确定关系C电镀时保持电流恒定，升高温度不改变电解反应速率D镀锌层破损后即对铁制品失去保护作用解析：A项，该装置中没有自发的氧化还原反应发生，不能构成原电池；B项，根据能量守恒定律可知，总能量一定，它等于电镀过程中转化的化学能和转化的热能的和，因此通过的电量与锌的析出量有确定的关系；C项，电流恒定，单位时间内提供给阴极的电量就一定，析出的锌的量也一定；D项，镀锌层破损后形成的ZnFe原电池起到牺牲阳极保护阴极的作用。答案：C5如图甲为锌铜原电池装置，乙为电解熔融氯化钠装置。则下列说法正确的是()A甲装置中锌为负极、发生还原反应，铜为正极，发生氧化反应B甲装置盐桥的作用是使反应过程中ZnSO4溶液和CuSO4溶液保持电中性C乙装置中铁极的电极反应式为：2Na2e=2NaD乙装置中B是氯气出口，A是钠出口解析：甲装置为原电池，Zn为负极，发生氧化反应，Cu为正极，发生还原反应，A错；乙装置中铁为阴极，2Na2e=Na，C错；石墨为阳极，2Cl2e=Cl2，A为Cl2出口，B是Na出口，D错。答案：B6某学生想制作一种家用环保型消毒液发生器，用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液，通电时，为使C12被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液，设计了如图的装置，则对电源电极名称和消毒液的主要成分判断正确的是()Aa为正极，b为负极；NaClO和NaClBa为负极，b为正极；NaClO和NaClCa为阳极，b为阴极；HClO和NaClDa为阴极，b为阳极；HClO和NaCl解析：用石墨作电极电解饱和氯化钠溶液发生的反应是：2NaCl2H2O2NaOHH2Cl2，伴随电解过程所发生的副反应是2NaOHCl2=NaClNaClOH2O，则可推知使Cl2被完全吸收制得有较强杀菌能力的消毒液主要成分是NaClO和NaCl，起消毒作用的是NaClO溶液。电解过程阴极产生氢气，结合图示，消毒液发生器的液体上部空间充满的是氢气，从中推知电源a极是负极，b极为正极。所以B选项符合题意。答案：B7学生欲完成反应CuH2SO4=CuSO4H2而设计了下列四个实验，你认为可行的是()解析：CuH2SO4=CuSO4H2是非自发氧化还原反应，为使该反应能发生，应采用电解装置。Cu被腐蚀，应接电源的正极作为阳极。电解质溶液选用H2SO4溶液。答案：C8某溶液中含有溶质NaCl和H2SO4，它们的物质的量之比为31。用石墨作电极电解此溶液时，根据电极产物，可明显分为三个阶段。下列叙述不正确的是()A阴极只析出H2B阳极先析出Cl2，后析出O2C电解最后阶段为电解水D溶液pH不断增大，最后为7解析：电解质溶液中，n(Na)n(Cl)n(SO)331，开始电解产生H2和Cl2，同时生成OH中和H2SO4，且生成OH多，最后相当于电解水，因而pH7，阴极只生成H2。三个阶段分别为电解HCl、NaCl、H2O。答案：D9观察下列几个装置示意图，有关叙述正确的是()A装置工业上可用于生产金属钠，电解过程中石墨电极产生金属，此法也可用于生产活泼金属镁、铝等B装置中随着电解的进行左边电极会产生红色的铜，并且检流计示数不断变小C装置中的离子交换膜只允许阳离子、阴离子和小分子水通过D装置的待镀铁制品应与电源正极相连答案：B10用惰性电极电解饱和食盐水，当电源提供给0.2 mol电子时停止通电。若此溶液体积为2L，则常温下所得电解质溶液的pH是()A1 B8 C13 D14解析：常温下电解食盐水时供给0.2 mol电子，则消耗的H为0.2 mol，同时产生OH 0.2 mol，溶液体积为2 L，pH13。答案：C11将含0.4 mol CuSO4和0.4 mol NaCl的水溶液1 L，用惰性电极电解一段时间后，在一个电极上得到0.3 mol铜，求在另一个电极上析出的气体在标准状况下的体积是()A5.6 L B6.72 L C13.44 L D11.2 L解析：阴极：0.3 mol Cu2得到0.6 mol电子阳极：失去的电子数也应为0.6 mol2Cl2e=Cl2 0.4 mol 0.4 mol 0.2 mol4OH4e=2H2OO2 0.2 mol 0.05 mol得到Cl2和O2共0.25 mol，标况下的体积为5.6 L。答案：A12常温下用石墨作电极，电解100 mL 0.1 molL1的Cu(NO3)2和0.1 molL1的AgNO3组成的混合溶液，当某一电极上生成的气体在标准状况下体积为1.12 L时，假设溶液体积不变，下列说法正确的是()A阴极增重1.4 g B所得溶液pH1解析：阴极可以放电的离子依次为0.01 mol Ag、0.01 mol Cu2，阳极可以放电的阴离子只有OH。(1)当阳极生成1.12 L O2时，电路中通过电子：n(e)0.05 mol40.2 mol，此时Ag、Cu2已全部析出，质量：0.01 mol108 gmol10.01mol64 gmol11.72 g；因为当Ag、Cu2全部析出以后，相当于电解水，H不再增加。所以生成的H所带电荷与0.01mol Ag、0.01 mol Cu2所带电荷相等。则溶液中生成Hc(H)0.3 molL1，pH1。(2)当阴极生成1.12 L H2时，表明Ag、Cu2已经放电完全。阴极增重、溶液pH与以上相等。答案：B二、非选择题13如图装置闭合电键时，电流表A的指针将发生偏转。试回答下列问题。(1)A池是_；Zn的电极名称是_B池是_；Pt的电极名称是_(填电解池、原电池、阴、阳、正、负极等)(2)写出下列有关反应：Cu极上电极反应：_ _C极上电极反应：_ _(3)B池中的总反应的化学方程式为_ _(4)如果要用B池给铁片上镀上一层Cu，则B池应作何改进_解析：(1)A池是原电池，Zn活泼性强，为负极。B池为电解池，Pt电极与Cu相连，为阳极。(2)Cu电极为正极，发生还原反应，2H2e=H2C电极为阴极：Cu22e=Cu。(4)给铁片镀铜，则Pt电极(阳极)换成Cu，C电极换成铁片。答案：(1)原电池负极电解池阳极(2)2H2e=H2Cu22e=Cu(3)2CuSO42H2O2Cu2H2SO4O2(4)Pt电极改为Cu电极，C电极换为铁片14金属铝的生产是以Al2O3为原料，在熔融状态下进行电解：2Al2O34Al3O2请回答下列问题：(1)冰晶石(Na3AlF6)的作用是_。(2)电解生成的金属铝是在熔融液的_(填“上层”或“下层”)。(3)阴极和阳极均由_材料做成；电解时不断消耗的电极是_(填“阳极”或“阴极”)。(4)铝是高耗能产品，废旧铝材的回收利用十分重要。在工业上，最能体现节能减排思想的是将回收铝做成_(填代号)。a冰晶石b氧化铝c铝锭d硫酸铝答案：(1)降低Al2O3的熔化温度(2)下层(3)石墨(或碳素)阳极(4)c15铝和氢氧化钾都是重要的工业产品。请回答：(1)工业冶炼铝的化学方程式是_ _。(2)铝与氢氧化钾溶液反应的离子方程式是_。(3)工业品氢氧化钾的溶液中含有某些含氧酸根杂质，可用离子交换膜法电解提纯。电解槽内装有阳离子交换膜(只允许阳离子通过)，其工作原理如图所示。该电解槽的阳极反应式是_。通电开始后，阴极附近溶液pH会增大，请简述原因_。除去杂质后的氢氧化钾溶液从液体出口_(填写“A”或“B”)导出。解析：离子交换膜法电解提纯KOH时，阳极反应为：4OH4e=2H2OO2，阴极反应为：4H2O4e=4OH2H2。电解过程中阳极附近的K通过阳离子交换膜向阴极移动，含氧酸根离子不能通过离子交换膜。一段时间后，阴极附近K、OH浓度变大，从B处(阴极区)得到不含杂质离子的溶液，蒸发结晶后可得较纯净的KOH。答案：(1)2Al2O3(熔融)4Al3O2(2)2Al2OH2H2O=2AlO3H2(3)4OH4e=2H2OO2H放电，促进水的电离，c(OH)增大B16电解原理在化学工业中有着广泛的应用。如图所示的电解池，其中a为电解质溶液，X和Y均为惰性电极，则：(1)若a为CuSO4溶液，则电解时的化学反应方程式为_。(2)若电解含有0.04 mol CuSO4和0.04 mol NaCl的混合溶液400 mL，当阳极产生672 mL(标准状况下)气体时，溶液的pH_(假设电解后溶液体积不变)。解析：(1)用惰性电极电解CuSO4溶液时，阳极OH放电，阴极Cu2放电，故电解时既电解溶质又电解溶剂，由此可得电解反应式。(2)电解混合溶液时，阳极上Cl先放电，2Cl2e=Cl2，0.04 mol Cl只能生成0.02 mol Cl2，即448 mL，转移0.04 mol电子，现共生成672 mL气体，说明还有224 mL气体来自于水的电解，根据反应4OH4e=2H2OO2可知又转移0.04 mol电子，故电解过程中共转移0.08 mol电子。阴极上Cu2先放电，电极反应式为Cu22e=Cu，现有0.04 mol Cu2，恰好完全电解，由此可得整个电解过程中消耗了0.04 mol OH，根据水的电离可知溶液中H的物质的量为0.04 mol，则c(H)0.1 molL1，pH1。答案：(1)2CuSO42H2O2CuO22H2SO4(2)1